[发明专利]高压熔炼雾化氮淬装置及其生产钐铁氮合金粉末的方法

权利要求书

1.一种高压熔炼雾化氮淬装置，其特征在于，该装置包括高压控制系统，母合金熔炼系统和雾化氮淬系统，所述的高压控制系统主要由高压炉体、压力控制装置、抽真空装置组成，高压炉体的外壳上安装有压力控制装置，高压炉体分位上下两个室，上部为高压熔炼室，下部为雾化氮淬室，中间用隔板隔断；抽真空装置由管路组成，管路分别与高压熔炼室、雾化氮淬室相通；

母合金熔炼系统主要由坩埚、红外测温装置、感应加热装置组成；坩埚固定于高压熔炼室内，感应加热装置位于坩埚外部，红外测温装置安装在高压炉体的炉盖上；

雾化氮淬系统主要由气体喷射装置、雾化粉末收集装置组成，气体喷射装置主体为气体喷腔，置于雾化氮淬室内，雾粉收集装置位于雾化氮淬室下方，其底部设有泄粉口。

2.根据权利要求1所述的高压熔炼雾化氮淬装置，其特征在于，所述高压控制系统的压力控制装置由高压调节阀、安全阀组成。

3.根据权利要求1所述的高压熔炼雾化氮淬装置，其特征在于，所述的高压控制系统的高压熔炼室炉壳外装有控制熔炼室内氮气的充入和放出的熔炼室高压调节阀和保障熔炼室压力超标时自动泄压的熔炼室安全阀。

4.根据权利要求1所述的高压熔炼雾化氮淬装置，其特征在于，所述高压控制系统的雾化氮淬室炉壳外装有控制雾化室内氮气充入和放出的雾化室高压调节阀和保障雾化室压力超标时自动泄压的雾化室安全阀。

5.根据权利要求1所述的高压熔炼雾化氮淬装置，其特征在于，所述母合金熔炼系统的坩埚上部为圆柱形，下部为倒圆锥形，锥形尖端装有导流管，坩埚内设有塞棒，坩埚外部缠绕有构成母合金熔炼系统的感应加热装置的中频感应水冷线圈。

6.根据权利要求1所述的高压熔炼雾化氮淬装置，其特征在于，所述的气体喷腔的炉壳外装有控制气体喷腔内氮气的充入和放出的喷腔高压调节阀，喷腔的喷嘴为环缝拉瓦尔管式，置于雾化氮淬室内。

7.一种用权利要求1所述装置生产钐铁氮合金粉末的方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

a、高压熔炼：将合金原料称量配置后放入坩埚内，盖好高压炉体炉盖；打开抽真空装置，将炉体内抽至真空状态，然后关闭抽真空装置阀门；打开熔炼室高压调节阀，通入氮气，使熔炼室为高压氮气氛；同时将感应加热装置通电，升温熔化合金，同时开启雾化氮淬室的高压调节阀，通入氮气，调节上下室压差；调节塞棒高度，使氮气从坩埚底部进入，控制底吹氮气的流量，按要求进行高压底吹熔炼；

b、雾化成滴：母合金熔炼合格后，打开喷腔高压调节阀，通入氮气，从气体喷嘴处喷出高压气体射流；调节上下室压差，使合金液由导流管下流，在出口处与高压气体射流相遇，在气流的冲击下，熔融液态合金被撕碎成微小液滴；

c、高压氮淬：雾化的液滴在周围高压高速流动的氮气作用下，粉末冷却并完成渗氮，使钐铁氮合金的成分均匀化；

d、粉末收集：合金粉末在雾化室下落汇集于下部雾粉收集装置的卸料口处，合金液全部雾化氮淬后，打开阀门收集粉末。

8.根据权利要求7所述的生产钐铁氮合金粉末的方法，其特征在于，高压熔炼时，在0.2MPa~1.5MPa高压条件下底吹氮气熔炼，由塞棒控制底吹流量。

9.根据权利要求7所述生产钐铁氮合金粉末的方法，其特征在于，雾化成滴时，通过调节喷嘴尺寸结构和气体压力参数，控制雾化的液滴尺寸和有效渗氮量。

10.根据权利要求7所述生产钐铁氮合金粉末的方法，其特征在于，高压氮淬时，通过控制氮淬冷却速度，控制粉末的颗粒尺寸、有效渗氮量及晶体结构和凝固组织。